专利名称：一种铁矿球团有机粘结剂及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种球团矿添加剂，系球团矿添加剂的改进。属钢铁冶金工业人造块矿中的球团矿使用的添加剂及其使用方法。
二、技术背景随着钢铁工业的发展，炼铁所需原料愈来愈大，而可直接入炉的富矿却愈来愈少，尤其是我国铁矿储量虽然居世界第五位，其中含铁50％以上的富矿仅占4％，绝大部分为含有害杂质的贫矿，这类矿石必须细磨精选后经造块才能入炉冶炼。球团矿以其良好的冶金性能和明显的高炉冶炼效果优于其他人造块矿，日趋引起国内外钢铁企业的重视。我国铁精矿球团的研究生产始于50年代。经过数十年的发展，从成球理论和工艺设备的研制已接近国外水平，但成球的添加剂一直是沿用国外传统的添加剂-消石灰、石灰石、膨润土，目前以膨润土为主。国外亦有使用佩利多和汽巴精化的阿可泰的，是一种高效无毒的高分子粘结剂，不含S、P等杂质，粘结效果优于膨润土，用量小，仅为膨润土的1/5～1/100。但成品球抗压强度偏低，我国尚无厂家使用。
膨润土作为球团添加剂已有数十年的历史。是目前国内外球团矿生产厂家公认的优质添加剂，它不仅可提高生球的落下强度，尤其是提高生球干燥时的破裂温度，但膨润土的缺点也是十分明显的，膨润土是一种无机矿物，主要由SiO265～70％，Al2O326～28％组成，膨润土在球团矿的加入量一般为1～4％，降低了球团矿全铁的品位。增加了球团矿的灰份(SiO2+Al2O3)降低了球团矿的还原性，因膨润土是一种无机矿物，经焙烧后，仍存在球团矿中，对球团矿生产厂家来说，每降低全铁1％，减价10～30元/吨，按年产球团矿100万吨的厂家，年经济损失1000万元以上。对钢铁企业来说，球团矿的全铁品位愈高，在相同生产条件下，提高了产量，降低了焦比能耗，按照生铁冶炼精料入炉的测算，球团矿全铁下降1％或灰份增加1％，焦比增加2％，产量下降3％，是一个巨大的经济损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能满足造球性能和冶金性能的添加剂即能提高生球抗压强度、落下强度、干强度、破裂温度，又不降低全铁品位、不增加灰份的有机添加剂及其使用方法。
本发明是用不同物理化学特性的水溶性高分子中的一种或一种以上与腐植酸盐合成；或水溶性高分子聚乙烯醇(PVA)、羧甲基淀粉钠(CMS)、聚丙烯酰胺(PAM)，聚氧化乙烯(PEO)中的一种以上合成简称SHN。水溶性高分子含有离子基团，具有良好的亲水性、可增稠水与多种金属离子形成粘稠的凝胶，可与许多物质亲和吸附、凝聚、减阻、桥连的特性，腐植酸盐大分子结构的含氧官能团能与Al+++、Fe+++、Ca++等多价金属阳离子结合成络合物和螯合物，形成牢固的网上加网的立体结构，对阳离子具有极强的吸附力、水化能力、粘结力和良好的亲水性、分散性。经细磨的铁精矿粉，具有极大的比表面积，1500～1900cm2/g，因此也就具有较大的表面能，当它们与周围介质接触时，颗粒表面显示出静电荷，静电荷的平衡方式负电荷主要在内面而阳电荷主要在外缘，对水分子有吸附力，使颗粒互相靠拢，由于矿粉中加入了shn，遇水后与矿粉颗粒形成络合物和螯合物，构成网上加网的立体结构，一方面增加了矿粉的可塑性，改善了矿粉的成型性能，另方面增加了粘结力，使颗粒更加紧密的靠拢，使球团水份由内向外渗，因此，球团矿的湿强度和干强度得到大大提高，由于shn中含有芳香核、羟基、羧基、羰基、醌基、甲氧基等活性基团，这些活性基团形成具有对水蒸汽特异的透气性，因而提高了生球干燥的爆裂温度，由于shn系有机物，在800℃以上可完全燃尽，只留下微量的灰份在球团矿中，故不降低球团矿全铁品位，也不增加球团矿的灰份。
使用方法1、以水为载体制成分散性液体，其质量指标粘度≤40秒(涂4杯)，固形物≤8％，吨球用量≤4％。使用时，在成球盘上喷洒滴相结合成球。SHN球团矿添加剂液态型需使用一定的压力喷洒，增设压力泵或升高添加剂储槽达到所需的压力，控制成球矿粉水份小于6.5％。2、制成固态粉末添加剂，以高品位铁矿粉粉碎成-200目为载体制成粉剂，与水溶性高分子中的一种或一种以上合成。其配比(a)铁精矿粉50％、腐植酸盐10％、CMS25％、PAM14％、PEO1％。其成球用量0.1％。(b)铁精矿粉50％、腐植酸盐5％、CMS10％、PAM30％、PEO5％。其成球用量0.1％。(c)铁精矿粉90％、PAM5％、PEO5％，其用量0.4～0.5％。使用时在烘干炉落料口或皮带上经给料机定量加入，并在成球前搅拌均匀，控制成球矿粉水份8.2～9.5％。
本发明与现有技术相比，用量少、不合杂质、粘结力强、提高了矿粉的可塑性，改善了成球性能，提高了生球落下强度、湿强度和干强度，提高了生球干燥的爆裂温度，大大减少了返矿率，提高了成品球抗压强度，同时不降低全铁品位，不增加有害杂质，吨球成本低于膨润土具有明显的经济效益。
实施例1液态型1、配比腐植酸盐1％，pva17997％，pam0.1％，H2O90％，分散剂少许。
2、将以上原料分别溶解于水。
3、在搅拌下将三种原料合成液态SHN球团矿添加剂。
4、使用方法在成球盘2米以上增设添加剂储存罐，让其自流喷洒滴成球或增加压力泵。成球前矿粉水份应控制在小于6％。吨球用量小于3.5％。
实施例21、配比腐植酸盐1％，paa6％，pam0.1％，pva17993％，H2O90％，分散剂少许。
2、将腐植酸盐、PAA、、PAM、PVA先分别溶于水。
3、在搅拌下将四种原料合成液态SHN球团矿添加剂。
4、使用方法同实施例1实施例31、腐植酸盐1％，cms1％，pam0.1％，pva17995％，H2O90％，分散剂少许。
2、将以上原料分别溶解于水。
3、在搅拌下将三种原料合成液态SHN球团矿添加剂。
4、使用方法同实施例1实施例4固态粉末型1、配比铁精矿粉50％，腐植酸盐8％，cms5％，pam30％，PEO7％。
2、将铁精矿粉烘干至水份小于1％粉碎至-200目。
3、按配比将以上原料与精矿粉拌和均匀即成shn球团矿添加剂。
4、使用方法在烘干炉矿粉落料口或皮带上经给料机定量加入，并在成球前搅拌均匀，控制矿粉烘干后的水份小于8.5％，其成球用量0.1％。
实施例51、配比铁精矿粉50％，腐植酸盐5％，pam39％，PEO5％。
2、将铁精矿粉粉碎至-200目细度。
3、按配比与铁精粉拌和均匀，即成shn球团矿添加剂。
4、使用方法同实施例4，成球用量0.1％实施例61、配比铁精矿粉85％。PAM9％，PEO1％，腐植酸盐5％。
2、铁精矿粉粉碎至-200目细度，水份小于1％。
3、将以上配比充分混和均匀即成SHN球团矿添加剂。
4、使用方法同实施例4，用量0.3～0.5％。
权利要求
1.一种运用不同物理化学特性的水溶性高分子中的一种或一种以上与腐植酸盐合成或水溶性高分子PVA、CMS、PAM、PEO中的一种以上合成的SHN球团矿添加剂，以水和精铁矿粉为载体合成的液态和固态球团矿添加剂简称SHN。其特征大分子结构的含氧官能团能与Al+++、Fe+++、Ca++等多价金属阳离子结合成络合物和螯合物，形成牢固的网上加网的立体结构，具有亲水性、络合性、离子交换性、氧化还原性；含有羟基、羧基、羰基、醌基、甲氧基等活性基团，对水蒸汽有特异透气性的，能提高生球落下强度、干强度和爆裂温度的，不降低全铁含量、不增加灰份的水溶性的有机高分子球团矿添加剂。
2.根据权利要求1生产的球团矿添加剂，以水为载体制成液态从成球盘上使用加压泵或升高储存罐经一定的压力喷洒滴成球，其用量≤4％。其固形物为5％以上。成球控制矿粉的水分小于6％的生产方法。
3.据权利要求1生产的球团矿添加剂以铁精矿粉经粉碎成-200目为载体，制成粉状添加剂，在烘干炉矿粉烘干后的落料口或皮带上经给料机加入并在成球前与矿粉搅拌均匀，其用量为0.1～0.5％的生产方法。
4.根据权利要求1使用水溶性高分子中的一种或一种以上与腐植酸盐、PAM、PEO中的一种或一种以上合成的液态球团矿添加剂，其用量小于4％，或使用水溶性聚合物中的一种或一种以上与CMS、PAM、PEO中的一种或一种以上合成的球团矿固态添加剂，其成球用量小于0.6％。
全文摘要
本发明涉及一种钢铁冶金人造块矿球团矿的添加剂及其使用方法。运用有机大分子含氧官能团与Al+++、Fe+++、Ca++等多价金属阳离子结合成络合物和螯合物，形成牢固的网上加网的立体结构及多种活性官能团与水溶性聚合物生成对水蒸气特异透气性的网络，从而提高生球的落下强度、干强度和爆裂温度，使返矿明显减少，产量提高。并使成品球抗压强度大于2000N/个，这种球团矿添加剂粘结力强，不含S、P、SiO
文档编号C22B1/14GK1962898SQ20051012443
公开日2007年5月16日 申请日期2005年11月10日 优先权日2005年11月10日
发明者张振慧 申请人:张振慧